關于利用渭河河沙人工制作塊石的思考

孫西文 ，藺 慧 ，王亞梅 ，張秀俠

渭河是黃河的第一大支流,是黃河的縮影，俗稱“小黃河”。其特性是“善淤、善決”。特別是渭河下游，已成為典型的地上懸河，其防洪任務異常艱巨。備防石作為重要的防汛物資，是黃河等河道上專門用于搶險拋根用的石料，一般開采自山體，對自然環境破壞較大。備防石也是渭河防汛搶險的重要物質基礎，為渭河近五十多年來的歲歲安瀾提供了重要的物質保障。近些年，隨著塊石資源的逐步耗竭和不可再生，人們對生態環境保護意識逐漸增強，政府加強監管力度，全面關停石料開采，致使石料價格一路飆升。2000年至今，價格已經從每立方20元增加到170元，甚至出現了有錢無石可買的尷尬局面，部分基建工程因沒有塊石遲遲不能開工。因此，能否利用渭河河沙人工制作塊石來滿足防洪搶險和基建工程用石是一個值得思考和研究的問題。

1 概況

渭河中游現有堤防364.8 km，堤防護岸293 km，內坡襯砌212 km；各種壩垛3025座、長30.3 km，備防石23萬 m3；渭河下游現有干流堤防250.08km，支流延伸段堤防110.37 km，北洛河堤防108.22 km，河道整治工程65處、長124 km、各種壩垛2397座，備防石31萬 m3。

渭河中下游河道工程一般由壩、垛和護岸組成，這些工程對控制河勢、保持大堤的安全起著十分重要的作用。河道工程大多采用傳統的柳石或鉛絲籠石結構，在工程運行中受大流頂沖時，根石易迅速下蟄而出險。每年汛期都要對這些壩垛進行搶險加固，每一座壩垛，都需要經過多年甚至幾十年的反復搶護，才能達到基本穩定。備防石是重要的防汛儲備物資和工程搶險材料，具有體重大、沉水快、易投放、耐腐蝕、抗沖性能強的優點。搶險過程中，可以通過直接拋石或者拋投鉛絲籠、簍箱、柳石枕等方法鞏固堤防壩腳。由于水下根石受河水淘刷作用影響而不斷走失，加之汛期搶險時的大量消耗，備防石必須定期定量補充。

2 目的與意義

渭河中下游河道有著豐富的河沙資源，至今在防汛搶險和河道建設中沒有得到有效利用。通過有效技術手段，利用河沙人工制作塊石，既滿足了防汛需要，又為解決渭河泥沙淤積問題提供了新的途徑。渭河泥沙問題的解決有賴于危險部位淤積的減少，一是從源頭上減少，即減少流域水土流失；二是通過放淤、泥沙利用等措施直接減輕河道的沙量負擔。利用淤積河沙人工制作塊石可有效減少河流泥沙，提高河流的行洪能力和防洪安全，對河流治理具有重要的意義。

將河沙制作成“人工塊石”進行機械化裝拋投搶險，可取代天然石塊、鉛絲籠石臨時應急搶險，滿足快速、高效的搶險要求，應用前景十分廣泛。用鉛絲籠石搶險，需要大量的人力編網、裝石、制籠，時間長、效率低，為了盡快控制險情，大量拋投塊石，拋投鉛絲籠石，造成大量的浪費。采用拋投“人造大塊石”搶險，可以避免這些問題，省工、省時、省料，節約拋投石料、降低搶險成本，意義重大。

3 可行性分析

3.1 市場與需求

目前儲備的備防石和基建工程用石均為天然石材，以花崗巖為主，每立方米綜合成本在170元左右。天然石材屬不可再生資源，資源量有限，而且天然石材的開采會極大地破壞當地的自然環境。近年來隨著各級地方政府環境保護意識的增強，天然石材的開采受到控制，采石場被列入環境監察范圍，大批的采石場被責令關閉。在可以預見的將來，石材采購成本將繼續提高，塊石的來源將受到越來越大的關注，出現無石可采、無石可買、無石可用的嚴重局面。

渭河河道工程建設和防汛搶險所需的塊石量龐大。具不完全統計，2011年渭河洪水，陜西省三門峽庫區渭河下游搶險用石2萬 m3；2012年汛前根石探測資料，49處河道工程860座壩缺根石約4萬 m3；每年新建續建河道整治工程約需石料40萬 m3，如此巨大的用石量給防汛搶險及河道治理帶來了困難。因此，充分利用渭河中下游河道豐富的河沙資源，人造塊石，能有效解決防汛搶險及河道治理缺石問題，其市場需求大。利用河沙人工制造塊石，是一種新技術、新工藝、新材料，在河道工程建設、搶險中需求量大，有著廣闊的市場前景。

3.2 技術與現狀

2005年12月，山東省博興縣與意大利合作，利用黃河泥沙建設新型墻體材料生產項目試產成功。

2007年6月，日本EEN集團與濱州南海水務公司簽署了《綜合利用南海泥沙生產建筑材料合作項目備忘錄》，擬以黃河泥沙作為主要原料，根據不同要求，生產出了不同體積、不同質感的高、中、低檔建筑材料（包括路面磚、廣場磚、墻體砌筑材料、樓房內外墻和室內地面裝飾材料乃至水利設施護坡砌塊等）。

國內近年來，黃河泥沙資源利用的研究和實踐取得了一定的成績。黃河水利科學研究院，利用黃河泥沙研制了人工備防石、綠色節能建筑材料；目前黃河泥沙綜合利用方面已經開發的產品主要有：黃河泥沙燒結內燃磚、黃河泥沙灰砂實心磚、黃河泥沙燒結空心磚、黃河泥沙燒結多孔轉（承重空心磚）、黃河泥沙建筑瓦和琉璃瓦、黃河泥沙墻地磚、黃河淤泥黑陶、彩陶制品等。這些產品大多是國家基本建設中應用量大、面廣的建筑材料。

從以上國內外技術的利用與發展，在渭河下游利用河沙人工制作塊石可以借鑒和研究，技術可行。而且渭河是黃河的第一大支流，同樣是一條多泥沙河流，三門峽水庫運用至2011年渭河下游淤積泥沙11.134億立方米。泥沙顆粒粗細不均，由上游至下游基本呈減小趨勢。是建筑等行業砂石資源的采集地。利用河道泥沙資源制作塊石，既減少了泥沙淤積又節約了成本，是一項節能環保的新技術、新工藝。

4 建議與措施

4.1 盡快引進技術，實驗研究并最終推廣到整個渭河

將河沙制作成“人工塊石”，取代天然塊石、鉛絲籠石搶險，滿足快速、高效的搶險要求，起到省工、省時、省料，節約拋投石料、降低搶險成本以及保護環境的目的。擬在黃科院已有試驗研究成果的基礎上，完善激發劑的開發，優化配合比的設計，研究改造一套自動化的大塊體塊石成型生產設備，通過試驗研究，進一步驗證利用河沙大規模生產防汛搶險塊石的可行性，最終達到在渭河流域大范圍推廣的目的，滿足工程管理、維修養護、除險加固、新建河道整治工程和防汛搶險用石的需要。

4.2 提供必要的支撐條件和組織措施

陜西省江河水庫管理局管轄下的渭河下游河道具備人工制作塊石試驗研究的場地條件，同時本局具有一批長期從事建設管理研究的科研工作人員和一支很強施工隊伍，可為實驗研究提供必要的實踐數據和人員保障。可由陜西省江河水庫管理局牽頭，黃科院指導，整合共享資源，組成“人工制作塊石試驗研究項目組”，共同完成人工制作塊石的試驗研究。

項目在組織上，充分發揮不同學科、不同領域和不同專業的優勢，實現資源整合和優勢集成。一是實行項目和組長負責制；二是在項目運行管理上，實行目標考核制；三是在技術研發過程中，充分發揮研究單位與生產單位緊密結合，探索產學研發新模式機制。

5 結語

天然塊石的來源已經成為制約渭河河道整治的瓶頸。利用河沙人工制作塊石是一項利國利民的環保民生項目，而且還能很快解決目前無石可買的尷尬局面和緩解渭河泥沙淤積問題，項目的試驗能否成功與推廣，其中重要因素之一就是需要政府和相關部門給予必要的政策支持和資金支持。建議項目盡快立項，經費由省科技項目或國家科技項目來帶動解決。